Heteroazeotropu jest mieszaniną kilku związków, których faza gazowa współistnieje z dwóch faz ciekłych . Jego gotowanie uwalnia mieszaninę oparów o takim samym składzie jak roztwór wyjściowy.
Destylacji heteroazeotropu jest użyteczny do ekstrahowania związku z mieszaniny, albo przesunąć równowagę chemiczną przez usunięcie odczynnika . Może służyć na przykład do odsalania wody morskiej.
Gdy właściwości dwóch mieszających się mieszanin są praktycznie identyczne (zbyt bliskie temperatury wrzenia), trudno jest wyekstrahować związek. Dodatek wody do tej mieszalnej mieszaniny umożliwia rozdzielenie tej mieszaniny na kilka faz. Mamy wtedy mieszaninę heteroazeotropową.